Monitoring für Bundesbauten Abschlussbericht

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1 Monitoring für Bundesbauten Abschlussbericht TU Braunschweig Institut für Gebäudeund Solartechnik Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch Mühlenpfordtstr. 23 D Braunschweig Tel : 0531 / Fax : 0531 / igs@tu-bs.de Labor: Zimmerstr. 24b D Braunschweig Tel : 0531/ Fax : 0531/ Auftraggeber: Auftragnehmer: Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesamt für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung IGS Institut für Gebäude- und Solartechnik Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch TU Braunschweig Mühlenpfordtstraße Braunschweig Projektleitung: Dr.-Ing. Stefan Plesser E plesser@igs.tu-bs.de T 0531/ In Zusammenarbeit mit SIZ EGS, Stuttgart, und SIZ energie+, Braunschweig Projekt/Thema: Monitoring für Bundesbauten Aktenzeichen: SWD Laufzeit: 02/ /2016 Datum:

2 I. INHALTSVERZEICHNIS I. Inhaltsverzeichnis 2 II. Begriffe 4 III. Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 5 1 Ziel dieser Unterlage 6 2 Monitoring als Qualitätsmanagement für Gebäude Wann ist ein Monitoring sinnvoll? Welche Ziele sollte ein Monitoring verfolgen? Welchen Umfang sollte ein Monitoring haben? Wie sollte ein Monitoring organisiert sein? Wie sollte ein Monitoring finanziert werden? Bezug zu anderen Regelwerken, Richtlinien und Unterlagen Richtlinien für die Durchführung von Bauaufgaben des Bundes (RBBau) Handbuch Gebäudeautomation Allgemeiner Umdruck Nr. 173 (HB GA) Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen VDI E 6041 Facility-Management - Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen VDI 6039 Inbetriebnahmemanagement für Gebäude AMEV EnMess AMEV Gebäudeautomation Empfehlungen zur Einführung von Monitoring für Bundesbauten 17 3 Leistungsbeschreibung Monitoring M1 Ausschreibung und Vergabe M2 Monitoringkonzept M3 Fortschreibung des Monitoringkonzepts M4: Unterstützung bei der Vergabe M5: Prüfung der Werk- und Montageplanung M6: Prüfung während der Ausführung M7: Monitoring während der Inbetriebnahme, Abnahme, Übergabe M8: Monitoring im Einregulierungsbetrieb M9: Monitoring im Regelbetrieb 24 4 Vorgaben für die Durchführung eines Monitorings Umfang der Monitoringleistungen Prüfmonitoring Betriebsmonitoring Unterlagen des Monitorings Monitoringkonzept Monitoringberichte Grafische Darstellungen 27 Seite 2 von 45

3 4.5 Prüfgrößen für Gebäude, Anlagen und Räume Prüfgrößen im Energiemonitoring Prüfgrößen im Anlagenmonitoring Mess- und Datentechnik im Monitoring Aufwand und Kostenverfolgung für das Monitoring Bewertungsstruktur 34 5 Anhang LV-Text für die Durchführung eines Monitorings LV-Texte für Ergänzungen der Fachplanung TGA und GA Einrichtung virtueller Datenpunkte für die Kennzeichnung von Betriebszuständen Einrichtung des Exports von Betriebsdaten Prüfgrößen für Anlagen Prüfungsumfang Gasbrennwertkessel Prüfungsumfang Wärmepumpe Prüfungsumfang BHKW Prüfungsumfang Heizkreis Prüfungsumfang Kompressionskältemaschine Prüfungsumfang Teilklimaanlage mit Zulufttemperaturregelung und WRG Prüfungsumfang Raumklima 45 Seite 3 von 45

4 II. BEGRIFFE Begriff Betriebsdaten Betriebsmonitoring Gebäudeperformance IAÜ Monitorer Monitoring Monitoringkonzept Monitoringbericht Monitoringablaufplan Prüfmonitoring Prüfgröße Erläuterung Daten, die für das Monitoring im Betrieb eines Gebäudes erfasst werden. Dies können sowohl physikalische Messwerte als auch Werte zu einzelnen virtuellen Datenpunkten der Gebäudeautomation sein. Prüfverfahren eines Gebäudes ohne besondere Vorkehrungen in Bezug auf das Gebäude und die Betriebsführung. Technisch-funktionale Qualität eines Gebäudes im Betrieb Inbetriebnahme / Abnahme / Übergabe Akteur im Bauprojekt, der das Monitoring durchführt. Prüfprozess für die Gebäudeperformance. Unterlage, in der der Monitorer den gesamten Prozess des Monitorings und die Abstimmung auf das Bauprojekt beschreibt. Das Monitoringkonzept wird im Projektverlauf ggf. angepasst. Unterlage, in der die Ergebnisse eines Monitorings dokumentiert werden. Teil des Monitoringkonzepts, in dem der Ablauf des Monitorings dargestellt wird. Dieser ist besonders präzise auf die Abläufe im Projekt selbst abzustimmen. Prüfverfahren, in dem insbesondere Funktionen einzelner Anlagen und Komponenten in einer kurzen Betriebsphase (z.b. eine Woche) unter definierten Bedingungen (insbesondere normale Nutzung, Witterung, Automatikbetrieb, kein Handeingriff) geprüft werden. Messbare Größe eines Gebäudes, von Anlagen oder Räumen, für die in der Planung ein Ziel- bzw. Sollwert definiert wird, im Betrieb eine Messung bzw. Erfassung erfolgt und für die eine Bewertung im Sinne einer Prüfung der Zielerreichung im Betrieb durchgeführt werden kann. Seite 4 von 45

5 III. ABBILDUNGS- UND TABELLENVERZEICHNIS Abbildung 1 Qualitätsregelkreise für Gebäudeperformance 11 Abbildung 2 Ablaufschema und Schnittstellen für Monitoringprojekte 20 Abbildung 3 Beispielformatierung einer Datenexportdatei (oben: csv; unten: Darstellung der gleichen Daten in einem Tabellenkalkulationsprogramm) 33 Tabelle 1 Typisches Energiedesign öffentlicher Bürogebäude 1965 und Tabelle 2 Qualitätsdefizite und Einsparpotenziale im Gebäude- und Anlagenbestand 8 Tabelle 3 Mögliche Ziele eines Monitorings 9 Tabelle 4 Umfang des Monitorings in den Lebenszyklusphasen eines Gebäudes 12 Tabelle 5 Angrenzende Leistungen zum Monitoring 12 Tabelle 6 Voraussetzungen und Vorgaben für die Durchführung von Prüfmonitorings 25 Tabelle 7 Voraussetzungen und Vorgaben für die Durchführung des Betriebsmonitorings 26 Tabelle 8 Beispiele für die grafische Bewertung von Prüfungen 28 Tabelle 9 Angaben zur Prüfung einer Prüfgröße 29 Tabelle 10 Prüfungsgrößen im Energiemonitoring 29 Tabelle 11 Kriterien für die Prüfung einzelner Komponenten 31 Tabelle 12 Beispiel Prüfungsumfang BHKW 31 Tabelle 13 Prüfungsumfang Heizkreis 32 Tabelle 14 Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Monitoringleistungen 34 Seite 5 von 45

6 1 ZIEL DIESER UNTERLAGE Die Anforderungen an Gebäude sind in den letzten 20 Jahren deutlich gestiegen. Insbesondere die Anforderungen an die Energieeffizienz und das Raumklima wurden durch gesetzliche und normative Vorgaben deutlich verschärft. Diese Anforderungen können durch den Einsatz innovativer Technologien und deren Zusammenwirken in integralen Gebäudekonzepten erfüllt werden. Sie stellen jedoch auch neue Herausforderungen an Bauprojekte in Bezug auf das Qualitätsmanagement. Da Gebäude als Unikate erstellt werden und nicht vorab als Serienprodukt geprüft werden können, kommt dem Monitoring als individuelle Prüfung im Gebäudebetrieb eine wachsende Bedeutung zu. Ziel dieser Unterlage ist es, einen Qualitätsmanagementprozess für das Monitoring von Gebäuden und Anlagen zu definieren, mit dem die Performance eines Gebäudes sowie seiner Anlagen und Räume im Betrieb geprüft, die Erreichung der Anforderungen unterstützt und die strukturierte Erfassung von Erfahrungen aus dem Gebäudebetrieb ermöglicht wird. Die Gebäudeperformance bezeichnet im Sinne dieser Unterlage die Gesamtheit der technisch-funktionalen Qualität eines Gebäudes im Betrieb. Für ein Monitoring von Gebäuden, Anlagen und Räumen in Neu-, Umbau- und Erweiterungsbauten sowie von umfangreichen Sanierungen werden folgende Kernaufgaben definiert: Die Spezifikation der Performance-Ziele und die Definition geeigneter Methoden für die Prüfung der Zielerreichung, die Erfassung von Daten aus dem Gebäudebetrieb, der aussagekräftige Vergleich von Ziel- und Messwerten im Sinne einer Prüfung der Zielerreichung und eine entsprechende Bewertung als Ausgangspunkt für Betriebsoptimierungen sowie als Erkenntnis für folgende Projekte. Das Monitoring ist dabei nicht Teil der regulären Planungs- und Bauleistungen, sondern bietet dem Bund als Eigentümer die Möglichkeit einer transparenten und wirtschaftlichen Prüfung technischfunktionaler Zielsetzungen seiner Bauvorhaben durch die Prüfung von Planungs-, Bau- und Betreiberleistungen. Seite 6 von 45

7 2 MONITORING ALS QUALITÄTSMANAGEMENT FÜR GEBÄUDE In der Folge zunehmender Technisierung hat die Komplexität von Gebäuden, sowohl durch hocheffiziente Einzelprodukte als auch durch deren erforderliches Zusammenspiel, in integralen Systemen stark zugenommen. Eine besonders wichtige und gleichzeitig neue Rolle spielen hierbei Informations- und Kommunikationstechnologien in Form der Gebäudeautomation. Zwei Beispiele sollen die technische Entwicklung illustrieren: Die erste Wärmeschutzverordnung 1, veröffentlicht am 11. August 1977, legte in 15 Paragraphen (einschließlich Berlin-Klausel) auf 6 Seiten fest, wie der Wärmedurchgang und Undichtheiten in der Gebäudehülle zu begrenzen sind. Im Anhang werden auf weiteren 9 Seiten entsprechende Kennwerte festgelegt. Die Verordnung verweist auf 5 Normen. Die heutige nichtamtliche Lesefassung der EnEV umfasst 31 Paragraphen auf 40 Seiten mit 50 Seiten Anhang und verweist ihrerseits neben anderen im Wesentlichen auf die DIN V mit über Seiten und unzähligen Verweisen auf weitere Normen. Die 1968 erschienene IWG-Empfehlung Gebäudeautomation 3 beschreibt Ziel, Aufbau und Funktionen der Gebäudeautomation auf drei Seiten und ergänzt dann konkrete Anlagenbeispiele auf knapp 20 Seiten. Die Normenreihe DIN EN ISO 16484: umfasst allein im Teil 5 zu Datenkommunikationsprotokollen mehr als 600 Seiten. Entsprechend den technischen Möglichkeiten und normativen Anforderungen haben sich auch die technischen Gebäudekonzepte massiv verändert, siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Typisches Energiedesign öffentlicher Bürogebäude 1965 und Außenwände Dämmstärken: 4 cm Dämmstärken: 20 cm Fenster Energieerzeugung Heizung 1/2-fach Verglasung U-Wert: > 2,4 W/(m²K) Wärme und Kälte monovalent Netzstrom: Bezug Manuelle Stellventile im Raum Zentrale Regelung: manuell Ein/Aus 2/3-fach Verglasung U-Wert: < 1,4 W/(m²K) Wärme- und Kälte multivalent Netzstrom: Erzeugung, Bezug und Einspeisung in das Stromnetz Thermostatventile / Einzelraumregelung Regelung: Witterungs- oder bedarfsgeführt Kühlung keine Ggf. Flächenkühlsysteme Lüftung Fensterlüftung Mechanische Lüftung mit Zeitprogramm und Volumenstromregelung mindestens in Räumen mit höherer Personenbelegung Beleuchtung Regelung: Ein/Aus manuell Regelung: Präsenz- und Helligkeitssensoren, Dimmen Automation keine Alle Gewerke Sonstige Systeme Telefonanlage Telefonanlage, Kommunikationsnetze, Einbruchmeldeanlage, Brandmeldeanlage, Sonnenschutzsteuerung, Wetterstation, Alarm Aufzug, Zugangskontrolle, RWA, Rettungswegbeleuchtung u.a. 1 Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden (Wärmeschutzverordnung WärmeschutzV), EnEV 2014: Zweite Verordnung zur Änderung der Energieeinsparverordnung, vom 18. November Informations- und Werbegemeinschaft Heizungs- und Klimaregelung : Gebäudeautomation IWG-Empfehlung, DIN EN ISO : : Systeme der Gebäudeautomation - Teil 5: Datenkommunikationsprotokoll Seite 7 von 45

8 Ähnliche technologische Entwicklungen haben in anderen Branchen zu einem Ausbau des Qualitätsmanagements geführt, um diese Komplexität in der Massenfertigung zu beherrschen. Da Gebäude in der Regel nicht als Serienprodukte, sondern als Unikate mit individuellen Fachplanerund Errichterteams umgesetzt werden, gibt es entsprechend keinen Akteur, der als Systemprüfer die Rolle eines unabhängigen Qualitätsmanagements übernimmt. Entsprechend verfügen wir heute für Gebäude über leistungsfähige Konzepte und hocheffiziente Einzelprodukte, müssen aber feststellen, dass dieses technische und wirtschaftliche Potenzial in der Praxis nur in begrenztem Maße genutzt wird. Einzelne Beispiele zu identifizierten Qualitätsdefiziten in Gebäuden und Anlagen, die in den letzten Jahren überwiegend in Forschungsprojekten ermittelt wurden, sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Qualitätsdefizite und Einsparpotenziale im Gebäude- und Anlagenbestand Untersuchungsschwerpunkt Qualitätsdefizite Mehrverbrauch bzw. Einsparpotential* Brennwertkessel Wohngebäude 5 Ca Wohngebäude Kessel überwiegend < 30kW Wärmepumpen Wohngebäude 6, elektrische Wärmepumpensysteme Heizungssysteme Wohngebäude 8 Ca. 90 Wohngebäude Raumlufttechnik Nichtwohngebäude 9 Ca. 120 Lüftungsanlagen in Nichtwohngebäuden Dezentrale Lüftungsgeräte Nichtwohngebäude Nichtwohngebäuden Kindertagesstätten 11 8 Kindertagesstätten Betriebsoptimierung in Nichtwohngebäuden Gebäude, > 100 Maßnahmen Fehlender Außentemperaturfühler Wärme: 10 15% Fehlender hydraulischer Abgleich Fehlerhafter Absenkbetrieb Heizbetrieb im Sommer Strom: Bis zu 30% Fehlerhafte Beladung von Kombispeichern Dauerbetrieb Ladepumpen Fehlender hydraulischer Abgleich Primärenergie: 15 30% Hohe Spez. Ventilatorleistung, Drehzahlregelung Wärme: 10 30% Betriebszeitenoptimierung Strom: 5 25% Optimierung der Sollwerte Einsatz der WRG Filterverschmutzung Wärme: 5 10% Betriebszeitenoptimierung Strom: Bis zu 25% Bedarfsanpassung des Volumenstroms Fehlende indiv. Regelung und Präsenzsteuerung Wirkungsgradoptimierung Gas-Brennwertkessel Wärme: 10% Betriebszeiten der Lüftungsanlagen Strom: 10% CO 2-Regelung Raumlüftung Reduzierung der Spezifischen Ventilatorleistung Betriebsweise von Lüftungsanlagen Endenergie: 10% Betriebsweise von Heizungsanlagen (5-23%) Fehlender hydraulischer Abgleich *Abschätzung bezogen auf Gebäude bzw. untersuchte Anlagen 5 Brennwertcheck, Verbraucherzentralen, Juni Feldtest Wärmepumpen, Agenda Energie Lahr, Dr. Falk Auer, Dezember Feldtest Wärmepumpen "WP-Effizienz", Fraunhofer ISE Freiburg, Mai Energieeinsparpotentiale und Optimierung von Heizungssystemen, OPTIMUS-Gruppe, 2007 ( 9 Einsparpotenzial der Raumlufttechnik, ILK Dresden und Schiller Engineering, Oktober Evaluierung dezentraler, außenwandintegrierter Lüftungsgeräte (DeAL), Steinbeiß Transferzentrum, Energie-, Gebäude und Solartechnik Stuttgart, August Plesser, Dr. Stefan: 8 Passivhaus-Kitas in Hannover: Optimierung von Qualitätssicherungsprozessen für Nachhaltige Gebäude, Abschlussbericht zum Forschungsbericht, DBU-AZ: 30256, Braunschweig, Rieger, Ursula; Klemens Leutgöb et al.: Re-Commissioning Services: Raising Energy Performance in Existing Non- Residential Buildings (Re-Co), Summary Final Evaluation Report, IEE/10/328/SI , 2014 Seite 8 von 45

9 Neben dem Einsparpotenzial bewerteten Studien des Wuppertal Instituts 13, von PROGNOS 14 und von McKinsey 15, zum gesamten Energieeinsparpotenzial im Gebäudebestand auch die Wirtschaftlichkeit von Optimierungsmaßnahmen. Dabei wurden Maßnahmen, die im Sinne der oben genannten Studien als Korrektur von Qualitätsdefiziten begriffen werden können, insbesondere geringinvestive Maßnahmen im Bereich regelungstechnischer Optimierungen von Lüftungsanlagen, als besonders wirtschaftlich bewertet. Ein Monitoring als Prüfprozess für Gebäudeperformance und Anlagenfunktionen zielt genau auf die Identifikation dieser wirtschaftlich zu hebenden Qualitätsdefizite ab. Voraussetzung für die Umsetzung ist jedoch eine exakte Definition der Leistungen, die im Rahmen eines Monitorings zu erbringen sind. Vorab werden hierzu im Folgenden fünf Fragen beantwortet. 2.1 Wann ist ein Monitoring sinnvoll? Es ist grundsätzlich sinnvoll, die Qualität eines Systems oder eines Werks, an dessen Performance Erwartungen gerichtet sind, zu prüfen. Das Monitoring eines Gebäudes beginnt bei Baumaßnahmen immer in der Planungsphase mit der Definition der Zielsetzungen für den Gebäudebetrieb bzw. Ihrer Ableitung aus der vorliegenden Planung. Der Schwerpunkt der Bearbeitung im Projektverlauf liegt dann in der Inbetriebnahme und Einregulierung. Im Regelbetrieb kann das Monitoring kontinuierlich bzw. mit zyklischen Prüfungen weitergeführt werden. 2.2 Welche Ziele sollte ein Monitoring verfolgen? Planung, Errichtung und Betrieb von Gebäuden sind zunehmend anspruchsvollere Aufgaben. Ein Monitoring der Gebäudeperformance ist eine wirksame Maßnahme des Qualitätsmanagements. Je nach beabsichtigtem Ziel ist das Konzept für das Monitoring auszurichten. Beispiele zeigt Tabelle 3. Tabelle 3 Mögliche Ziele eines Monitorings Zielsetzung 1 Monitoring als Funktionsprüfung: Prüfung einzelner Performanceziele in Inbetriebnahme, Abnahme und Übergabe als Funktionsprüfung nach HOAI / VOB-C 2 Monitoring als Teil der Betriebsüberwachung: Prüfung des Gebäudebetriebs (Betrieb in der Einregulierung bzw. Regelbetrieb) Anforderungen Prüfung funktionaler Performanceziele (Betriebszeiten, Spezifische Ventilatorleistungen, Wirkungsgrade, Systemtemperaturen etc.) mit präzise definiertem Prüfumfang Prüfung nach allgemeingültigen und von den beteiligten Akteuren anerkannten Bewertungsmethoden mit Fokus auf die Erfüllung der Fachplaner- und Errichterleistung Kurzer Prüfzeitraum (z.b. eine Woche) Zeitnahes Vorliegen von Messdaten und Bewertung Prüfung funktionaler und (energie-)bilanzieller Performanceziele (Betriebszeiten, Spezifische Ventilatorleistungen, Wirkungsgrade, Systemtemperaturen, Überhitzungsstunden, Energieverbrauch, Betriebskosten etc.) Prüfung zur Information des Bauherrn bzw. Eigentümers 13 Wuppertal Institut: Optionen und Potenziale für Endenergieeffizienz und Energiedienstleistungen, Kurzfassung, Endbericht im Auftrag der E.ON AG, Wuppertal, PROGNOS: Potenzial für Energieeinsparung und Energieeffizienz im Lichte aktueller Preisentwicklungen, Endbricht 18/06 im Auftrag des BMWi, bearbeitet von F. Seefeldt et al., Basel und Berlin, McKinsey & Company: Kosten und Potentiale der Vermeidung von Treibhausgasemissionen in Deutschland, Studie im Auftrag von BDI initiativ Wirtschaft für Klimaschutz, Berlin 2007 Seite 9 von 45

10 Kontinuierliche Prüfung Zyklische Bewertung (z.b. in Quartalsberichten) einschl. der Evaluierung übergeordneter Projektziele (Energieverbrauch) 3 Wissenschaftliche Analyse In der Regel Definition spezieller Forschungsziele Ggf. Entwicklung besonderer Analyse- und Bewertungsmethoden Ableitung allgemeingültiger Erkenntnisse, nicht notwendigerweise ein direktes Feedback in das konkrete Projekt 4 Nutzer-Information Messung und Visualisierung einzelner Betriebsparameter (z.b. Ertrag der PV-Anlage oder CO 2-Einsparung) In dieser Unterlage wird Monitoring als Qualitätsmanagementprozess definiert. Es soll entsprechend die ersten beiden der oben genannten Zielsetzungen verfolgen. Kurzzeitige Prüfmonitorings und ein kontinuierliches Betriebsmonitoring bilden Qualitätsregelkreise für Gebäude, die durch ihre Wirkung die Zielerreichung in Bezug auf die Gebäudeperformance unterstützen. Begriff Prüfmonitoring Betriebsmonitoring Ziel Ziel ist die Prüfung, ob das Gebäude die angestrebte Performance erreicht. Ein Prüfmonitoring erfolgt als Prüfung des Betriebs des Gebäudes und einzelner Anlagen in Bezug auf die in der Planung angestrebte bzw. vom Errichter geschuldete Performance mit entsprechenden Lasten und ohne korrigierende Eingriffe des Betreibers während der Prüfung. Über einen begrenzten Zeitraum (z.b. ein Woche) werden insbesondere Funktionen einzelner Anlagen und Komponenten unter definierten Bedingungen (insbesondere normale Nutzung, entsprechende Witterung Sommer/Winter, Automatikbetrieb/kein Handeingriff) geprüft. Ziel ist die Prüfung, ob das Gebäude die angestrebte Performance dauerhaft erhält. Im Regelbetrieb erfolgen Veränderungen in der Nutzung sowie Eingriffe des Betreibers, die auch Einfluss auf die Performance des Gebäudes haben. Das Betriebsmonitoring prüft die Gebäudeperformance ohne besondere Vorkehrungen in Bezug auf das Gebäude, die Nutzung oder die Betriebsführung. Prüfungen erfolgen in der Regel in größeren Intervallen 16 oder werden durch technische Alarme bzw. Nutzerbeschwerden ausgelöst. Ein Qualitätsregelkreis beschreibt damit eine Prüfmethodik für (Planungs-)Ziele der Gebäudeperformance. Die Prüfungen wirken auf verschiedene Weise zurück in den Bauprozess bzw. in die Planung weiterer Gebäude. Abbildung 1 zeigt die Wirkprinzipien des Qualitätsmanagements im Lebenszyklus von Gebäuden. 16 Hier ist das Intervall der Prüfungen gemeint, nicht der Zeitschritt, in dem Daten erfasst und gespeichert werden. Seite 10 von 45

11 Abbildung 1 Qualitätsregelkreise für Gebäudeperformance Mit der Durchführung von Monitoringleistungen in Gebäuden werden für den Bund als Bauherrn zwei wichtige Qualitätsregelkreise in Bezug auf die Performance von Gebäuden aufgebaut: Der kleine, projektspezifische Qualitätsregelkreis unterstützt durch eine zeitnahe Rückmeldung projektspezifischer Qualitätsdefizite an die operativen Akteure die Zielerreichung für das einzelne Gebäude in der Betriebsphase. Der große, strategische Qualitätsregelkreis ermöglicht die Identifikation von grundsätzlichen Qualitätsdefiziten, wie nicht beherrschte Technologien und Konzepte, fehlende Fachkompetenz an bestimmten Punkten der Planung und Ausführung oder organisatorische Schwächen. Er unterstützt damit zukünftige Bauprojekte. Das Monitoring verbessert so unmittelbar die Zielerreichung von Projekten und unterstützt mittelund langfristig die technisch-wirtschaftliche Optimierung der Bundesbauten. 2.3 Welchen Umfang sollte ein Monitoring haben? Für Gebäude werden zwei allgemeine Strategien für das Monitoring definiert: Das Energiemonitoring 17 ist grundsätzlich für jedes Gebäude durchzuführen und umfasst die Energieversorgung des Gebäudes (Stromverbrauch, Gasverbrauch, Öl, Holzpellets etc.). Das Anlagenmonitoring umfasst relevante gebäudetechnische Anlagen und die für deren Performance wesentlichen Größen (Systemtemperaturen, Wirkungsgrade, Betriebsstunden etc.). Der zeitliche Umfang eines Monitorings als Methode der Qualitätssicherung erstreckt sich über mehrere Phasen des Lebenszyklus eines Gebäudes und dauert dementsprechend in der Regel mehrere Jahre, siehe Tabelle Die Begriffe Energie- und Anlagenmonitoring sind sinngemäß übernommen aus VDI E 6041 Facility-Management - Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen, VDI e.v., Düsseldorf 2015; siehe auch Absatz Seite 11 von 45

12 Tabelle 4 Phase Planung Errichtung Umfang des Monitorings in den Lebenszyklusphasen eines Gebäudes Leistungen des Monitorings Vorgaben für die Gebäudeperformance und die Durchführung der Prüfungen Stichprobenartige Prüfung der Umsetzung von Voraussetzungen für das Monitoring (z.b. des korrekten Einbaus von Messtechnik) Inbetriebnahme/Abnahme/Übergabe Einregulierung Regelbetrieb Prüfmonitoring Prüfmonitoring und Betriebsmonitoring Betriebsmonitoring, ggf. Prüfmonitoring Der Schwerpunkt der Leistungen liegt in den Phasen Inbetriebnahme/Abnahme/Übergabe und Einregulierung. Voraussetzung ist eine Spezifikation der jeweiligen Ziele in der Planung. Der Umfang des Monitorings ist klar zu den Aufgaben anderer Akteure abzugrenzen. Besonders wichtig ist hier die Differenzierung zwischen Prüfung und Optimierung: der Monitorer ist für die Prüfung verantwortlich. Wird ein Qualitätsdefizit festgestellt, ist dieses durch die verantwortlichen Fachplaner, Errichter oder Betreiber oder ggf. einen zusätzlichen Akteur zu beheben. Dabei soll der Monitorer unterstützten, ist aber nicht für die Optimierung bzw. die Beseitigung des Qualitätsdefizits verantwortlich. 2.4 Wie sollte ein Monitoring organisiert sein? Ein Monitoring - sowohl für das einzelne Gebäude wie auch für die Gestaltung zukünftiger Gebäude - muss dem Eigentümer und den Nutzern dienen. Es wird an dieser Stelle nicht festgelegt, wie ein Monitoring innerhalb der Strukturen des Bundes organisiert werden sollte. Es ist jedoch immer zu berücksichtigen, dass die Leistungen des Monitorings jeweils einzelne Leistungsbilder verschiedener Akteure in einem Projekt berühren, siehe Tabelle 5. Tabelle 5 Angrenzende Leistungen zum Monitoring Akteur / Leistungsbild Fachplanung, insbesondere der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) Errichter, insbesondere der Gebäudeautomation (GA) Betreiber / Facility Management Leistungen Das Mitwirken bei Leistungs- und Funktionsprüfungen (Grundleistung) und das Durchführen von Leistungsmessungen und Funktionsprüfungen (Besondere Leistung) ist Aufgabe des Fachplaners nach HOAI LPH8 (Objektüberwachung) 18. Der Errichter GA hat nach VOB-C DIN Abnahmeprüfungen, bestehend aus Vollständigkeits- und (stichprobenartigen) Funktionsprüfungen, durchzuführen. Das Facility Management verantwortet Betrieb und Instandhaltung des Gebäudes. Die Umsetzung eines Monitorings hat Schnittstellen zu VDI Richtlinie 4602: Energiemanagement 20. Inbetriebnahmemanagement VDI 6039 Facility-Management Inbetriebnahmemanagement für Gebäude Methoden und Vorgehensweisen für gebäudetechnische Anlagen 21 definiert eine besondere Leistung der Koordination, insbesondere für technisch komplexe 18 Honorarordnung für Architekten und Ingenieure, DIN 18386: VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) Gebäudeautomation 20 VDI Richtlinie 4602: Energiemanagement 21 VDI 6039 Facility-Management - Inbetriebnahmemanagement für Gebäude - Methoden und Vorgehensweisen für gebäudetechnische Anlagen, Seite 12 von 45

13 Gebäude. Die dort beschriebenen Leistungen umfassen zum Teil auch die hier beschriebenen Leistungen. Technisches Monitoring Die im Entwurf vorliegende VDI Richtlinie 6041: Facility-Management Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen 22 ist in der Konzeption des Monitorings nach dieser Unterlage, soweit in der Vorbereitung möglich, berücksichtigt. Im Zuge der weiteren Ausarbeitung erfolgt ein umfassender Abgleich. Projektsteuerung Die AHO Leistungsbilder für Projektmanagementleistungen (4. Auflage, 2014) 23, Handlungsbereich B, umfassen unter anderem die Analyse und Bewertung von Planungsleistungen, der Objektüberwachung sowie das Koordinieren des Mängelmanagements. Da Ursachen für mögliche Performancedefizite innerhalb der Leistungen eines jeden der oben genannten Akteure und Leistungsbilder liegen können, muss das Monitoring grundsätzlich unabhängig von allen Aufgaben sein, die operativ für die zu prüfenden Leistungen verantwortlich sind. Es darf also nicht Teil der Projektsteuerung, der Fachplanung, der Errichter- oder der Betreiberleistungen sein. Monitoring ist in diesem Sinne auch klar abzugrenzen gegenüber der Optimierung des Gebäudebetriebs oder der Mängelbeseitigung. Diese kann und soll durch Leistungen des Monitorings unterstützt werden, die Verantwortung für Planung, Errichtung und Betrieb verbleibt aber bei den genannten operativ eingebundenen Akteuren. Ein Monitoring ersetzt diese Leistungen nicht, sondern umfasst zusätzliche Leistungen zur Prüfung der Gebäudeperformance. Ist ein Werk nach Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB/B) 24 abgesehen von unwesentlichen Mängeln vertragsgemäß fertiggestellt, kann der Errichter die Abnahme verlangen. Konsequenzen der Abnahme sind unter anderem die Fälligkeit der Vergütung, der Gefahrenübergang und die Umkehrung der Beweislast für das Vorhandensein von Mängeln. Die VOB/C Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) Gebäudeautomation - DIN ergänzt die DIN Allgemeine Regeln für Bauarbeiten jeder Art und beschreibt unter Bezug auf die VDI die Vertragsbedingungen für die Umsetzung von Gebäudeautomationssystemen. Zur Ausführung der Anlagen wird in ATV DIN 18386, gefordert, dass die Einrichtungen und Anlagen der Gebäudeautomation ( ) mit den technischen Anlagen so aufeinander abzustimmen (sind), dass die geforderte Funktion erbracht, die Betriebssicherheit gegeben und ein sparsamer und wirtschaftlicher Betrieb möglich sind VDI Richtlinie 6041: Facility-Management - Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen -Entwurf 23 AHO: Leistungsbilder für Projektmanagementleistungen, 4. Auflage, Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen, Deutscher Vergabe- und Vertragsausschuss für Bauleistungen Teil B: Allgemeine Vertragsbedingungen für die Ausführung von Bauleistungen, DIN 18386: : VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) Gebäudeautomation, Deutsches Institut für Normung, Beuth Verlag, Berlin 26 DIN 18299: Allgemeine Regeln für Bauarbeiten jeder Art, VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) - Allgemeine Regelungen für Bauarbeiten jeder Art, Deutsches Institut für Normung, Beuth-Verlag, Berlin VDI 3814: Gebäudeautomation (GA), Verband Deutscher Ingenieure, Düsseldorf, DIN 18386: : VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen - Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) Gebäudeautomation, Deutsches Institut für Normung, Beuth Verlag, Berlin Seite 13 von 45

14 Hinsichtlich der Inbetriebnahme und Einregulierung verweist der Kommentar zur VOB 29 auf die Problematik fehlender Lasten, z.b. bei Inbetriebnahme einer Heizungsanlage im Sommer, und fordert die Einstellung auf Basis von Erfahrungswerten und eine spätere Optimierung. Die Abnahme soll generell erst nach der endgültigen Einregulierung der Anlage vorgenommen werden, weshalb empfohlen wird, die Abnahme in Vollständigkeitsprüfung und Funktionsprüfung zu gliedern und letztere bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt als Schlussabnahme durchzuführen: Ist zu erwarten, dass eine betriebsfertige Anlage nicht unmittelbar nach Fertigstellung auf ihre Vertragsmäßigkeit geprüft werden kann ( ), so sind besondere Vereinbarungen zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer zu treffen 30. Die Gewährleistung und der Gefahrenübergang treten jedoch bereits nach der Vollständigkeitsprüfung in Kraft. Prüfmonitorings entsprechend dieser Unterlage können als Funktionsprüfungen im Betrieb durchgeführt werden. Da Gebäudeautomationsanlagen heute in der Regel alle Eingriffe speichern können, kann der Errichter vor der Durchführung eines Prüfmonitorings prüfen, ob die von ihm errichtete Anlage sich in dem von ihm übergebenen Zustand befindet. Das Monitoring umfasst einzelne Prüfaufgaben. Für diese sind Soll- und Istwerte für einzelne Prüfgrößen zu bestimmen. Soll-Werte sind aus der Planung abzuleiten. Ist-Werte sind über die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, eine Gebäudeleittechnik oder eigenständige Messsysteme zu erfassen und an das Monitoring zu übergeben. 2.5 Wie sollte ein Monitoring finanziert werden? Der Bundesrechnungshof bemerkte schon 2001, dass bei der Überwachung von betriebstechnischen Anlagen durch die Finanzbauverwaltungen der Länder [ ] organisatorische und betriebliche Möglichkeiten zum sparsamen und bedarfsgerechten Energie- und Wasserverbrauch nicht genügend genutzt werden 31. Das jährliche Einsparpotenzial wurde auf rund 120 Mio. DM geschätzt. Die Kosten für Strom, Wärme und Wasser der rund zivilen und nicht-zivilen Bundesgebäude liegen bei rund 600 Mio. /a 32. Die Einsparpotenziale entsprechen also mit rund 60 Mio. /a rund 10% der Kosten. Die oben genannten Studien zeigen, dass der deutsche Gebäudebestand allein durch die Vermeidung von Qualitätsdefiziten in einer Größenordnung von 10% weniger Energie verbrauchen könnte. Da das Monitoring als (Dienst-)Leistung noch nicht etabliert ist, liegen keine belastbaren Daten zu dessen Wirtschaftlichkeit vor. Unterstellt man jedoch eine Amortisationserwartung an ein Monitoring von weniger als 3 Jahren, so ergibt sich folgender Kostenrahmen am Beispiel eines Bürogebäudes: Jahres-Energiekosten 33 : Einsparpotenzial 10%: Kostenrahmen eines Monitorings: /(m²a) 1,0-1,4 /(m²a) 3,0-4,2 /m² 29 Baumann, Herbert: Gebäudeautomation, Kommentar zur VOB Teil C, Deutsches Institut für Normung, Beuth-Verlag, Berlin Baumann, Herbert: Gebäudeautomation, Kommentar zur VOB Teil C, Deutsches Institut für Normung, Beuth-Verlag, Berlin 2001, S Deutscher Bundestag: Bemerkungen des Bundesrechnungshofes 2001 zur Haushalts- und Wirtschaftsführung, Drucksache 14/7018, Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung: Zwischenbericht zur organisatorischen Neuausrichtung der Betriebsüberwachung für die zivilen Dienstliegenschaften des Bundes, Die OSCAR 2005 Büronebenkostenanalyse 2005 gibt Vollkosten für Strom und Wärme für Bürogebäude mit einer Spanne von /(m²a) an. Seite 14 von 45

15 Die Kosten eines Monitorings lägen also bei angenommenen Baukosten für ein Bürogebäude von rund /m² (KG nach BKI 34 ) mit 3,0-4,2 /m² bei 0,2-0,4% der Baukosten. 2.6 Bezug zu anderen Regelwerken, Richtlinien und Unterlagen In diesem Abschnitt werden Bezüge des hier definierten Monitorings zu bereits bestehenden Prozessen dargestellt Richtlinien für die Durchführung von Bauaufgaben des Bundes (RBBau) Die Richtlinien für die Durchführung von Bauaufgaben des Bundes 35 differenzieren in Abschnitt K15 ausdrücklich in die operative Betriebsführung von Technischen Anlagen und die Betriebsüberwachung von Technischen Anlagen. Das Monitoring kann als organisatorische und inhaltliche Vorgabe für die Betriebsüberwachung (dieser Begriff wird in dieser Unterlage anders verwendet) angewendet werden Handbuch Gebäudeautomation Allgemeiner Umdruck Nr. 173 (HB GA) Im Handbuch Gebäudeautomation (Allgemeiner Umdruck Nr. 173) 36 wird ein sechswöchiger Probebetrieb gefordert. Dieser kann im Sinne des Monitorings als Prüfmonitoring mit den in dieser Unterlage definierten detaillierten Vorgaben durchgeführt werden. Zentrale Forderungen des Monitorings, wie die Prüfung und Aufzeichnung wichtiger Regelparameter und deren ständige Prüfung, sind im HB GA in ähnlicher Weise beschrieben, werden in diesem Bericht jedoch weiter präzisiert. Im Gegensatz zum Prüfmonitoring kann der Errichter im Rahmen des Probebetriebs nach HB GA jedoch in den Betrieb eingreifen und Mängel abstellen. Dies ist im Rahmen eines Prüfmonitorings nicht vorgesehen, da die Aufgaben Prüfen und Betreiben in getrennten Verantwortungsbereichen liegen Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen 37 Das Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen fordert im Kriterium eine systematische Inbetriebnahme, in der Anlagen nach der Abnahme aufeinander eingestellt und einreguliert werden. Dieser Prozess kann, wie der gesamte Prozess der Zertifizierung, durch ein Monitoring unterstützt werden. Die organisatorische Unabhängigkeit ist zu wahren. 34 BKI Baukosten 2015 Neubau, Statistische Kostenkennwerte für Gebäude, Stuttgart, BMVBS: Richtlinien für die Durchführung von Bauaufgaben des Bundes, 19. Austauschlieferung, BMVg: Handbuch Gebäudeautomation (HB GA), Allgemeiner Umdruck 173, Version 3.0, 10/ Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen, Kriterium Systematische Inbetriebnahme, BMVBS Version 2009_4 Seite 15 von 45

16 2.6.4 VDI E 6041 Facility-Management - Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen 38 Die VDI Richtlinie E 6041 liegt seit April 2015 als Entwurf vor. Sie beschreibt Anforderungen an das technische Monitoring von Gebäuden und Anlagen. Die Begriffe Energiemonitoring und Anlagenmonitoring wurden mit entsprechender Bedeutung auch in dieser Unterlage verwendet. Weitere Bezüge wurden nicht hergestellt, da sich die Richtlinie noch in der Überarbeitung befindet VDI 6039 Inbetriebnahmemanagement für Gebäude 39 Seit Juni 2011 liegt die VDI Richtlinie 6039 vor. Sie ist sicherlich auch eine Reaktion auf die Entwicklungen innovativer Gebäudekonzepte: Die steigende Komplexität der Projekte, die oft geforderte»räumliche Integrität«der eingebauten Systeme und Komponenten in Verbindung mit dem Wunsch der Auftraggeber und Nutzer nach Betriebseffizienz und individueller Regelbarkeit bedingen zudem, dass die ingenieurtechnische Bearbeitung der Einzelgewerke viel umfassender und die Koordination der Einzelgewerke mit den anderen am Bau beteiligten Partnern und Gewerken viel frühzeitiger einsetzen müssen, als bisher meist praktiziert 40. Deshalb beschreibt die Richtlinie Methoden und Vorgehensweisen zur Inbetriebnahme von Anlagen der technischen Gebäudeausrüstung. Zentraler Akteur ist hier ein Inbetriebnahmemanager (IBM), der nicht nur Abnahmen plant, koordiniert sowie den Zustand und die Funktion von Anlagen feststellt, sondern der auch Anforderungen des Bauherrn definieren und Mängel rügen kann. Insbesondere bei komplexen Gebäuden mit Gewerke-übergreifenden Funktionen soll der IBM die Aufgaben der Fachplaner unterstützen AMEV EnMess Die Unterlage Messgeräte für Energie und Medien des AMEV definiert Vorgaben für die Installation von Messtechnik in Gebäuden. Das Konzept für Mindestgrößen für die Berücksichtigung von Anlagen im Monitoring in Tabelle 11 Kriterien für die Prüfung einzelner Komponenten dieser Unterlage orientiert sich an der AMEV EnMess VDI E 6041 Facility-Management - Technisches Monitoring von Gebäuden und gebäudetechnischen Anlagen, Verein Deutscher Ingenieure e.v., Düsseldorf VDI 6039: Inbetriebnahmemanagement für Gebäude, Verein Deutscher Ingenieure e.v., Düsseldorf VDI 6039: Inbetriebnahmemanagement für Gebäude, Verein Deutscher Ingenieure e.v., Düsseldorf 2011, S AMEV Messgeräte für Energie und Medien (EnMess 2001), Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) Berlin 2001 Seite 16 von 45

17 2.6.7 AMEV Gebäudeautomation Die Hinweise für Planung, Ausführung und Betrieb der Gebäudeautomation in öffentlichen Gebäuden der Unterlage AMEV Gebäudeautomation 2005 schlägt einige Regeln für die Überprüfung einzelner Anlagenfunktionen als Operatives Energieverbrauchsmanagement vor. Die Checkliste für die Abnahme der Gebäudeautomation enthält unter anderem den Punkt 3.12 Entsprechen die Start-, Steuer-, Regel-Funktionen der Ausschreibung?. Zur Prüfung werden allgemein Stichproben empfohlen. Dieser Prüfungen können mit einem Prüf- bzw. Betriebsmonitoring entsprechend dieser Unterlage systematisch, kurzzeitig und kontinuierlich durchgeführt werden. 2.7 Empfehlungen zur Einführung von Monitoring für Bundesbauten Monitoring ist eine technisch und organisatorisch anspruchsvolle Aufgabe. Grundlage für die Durchführung ist die technische Kompetenz des Monitorers sowie ein klar definierter Handlungsrahmen, wie er in dieser Unterlage vorgestellt wird. Da ein Monitoring nur ein kleiner, wenn auch wichtiger Teilprozess eines Bauprojekts ist, ist der Erfolg eines Monitorings von vielen Aspekten abhängig, angefangen bei der Integration in das gesamte Bauprojekt bis hin zu den handelnden Personen. Für die Einführung von Monitoringleistungen werden folgende Empfehlungen gegeben: 1. Unabhängigkeit Monitoring ist nicht Teil der Grundleistungen nach HOAI und VOB zur Planung und Errichtung eines Gebäudes zum Betreiben. Das Erfordernis für Monitoring erwächst vielmehr aus Defiziten innerhalb dieser Leistungen, denen mit den bestehenden Prozessen nicht ausreichend begegnet werden kann. Zur Sicherung der neutralen Prüfung muss das Monitoring eine unabhängige Teilleistung eines Bauprojekts sein. 2. Kooperation Qualitätsmanagement läuft immer Gefahr, als ein Gegeneinander gelebt zu werden. Grundsätzlich ist die klare Rollenverteilung von Planung, Errichtung, Betrieb und Steuerung gegenüber der Prüfung organisatorisch von zentraler Bedeutung. Im Sinne einer optimierten Gebäudeperformance sollten die Beteiligten darüber hinaus jedoch ein konstruktives und kooperatives Verständnis in Bezug auf Monitoring entwickeln, das allen Akteuren hilft, das Gesamtergebnis des Projekts gemeinsam zu verbessern. 3. Wirtschaftlichkeit Monitoring dient der Zielerreichung eines Bauprojekts sowie der Verbesserung der Bautätigkeit des Bundes insgesamt. Es muss deshalb selbst wirtschaftlich sein. Dies bezieht sich jedoch auf Monitoring als projekt- bzw. gebäudeübergreifende Leistung, da der Nutzen des Monitorings im einzelnen Projekt vom Verlauf des Projekts abhängt. 4. Erprobung Monitoring wird heute entweder mit sehr geringer Tiefe im Bereich des Energiemanagements oder aber sehr detailliert in wissenschaftlichen Projekten durchgeführt. Eine breite Anwendung als Standardleistung in Bauprojekten erfolgt bisher selten, sodass keine belastbaren Erfahrungen zu Skalierungseffekten vorliegen. Es wird deshalb empfohlen, das Konzept in zwei Phasen zu erproben. Zunächst sollte in einer Pilotphase mit Gebäuden der Monitoringprozess erprobt 42 AMEV Gebäudeautomation, Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) Berlin 2005 Seite 17 von 45

18 werden. Diese sollte sowohl verschiedene Gebäudetypen als auch Akteure (interne Leistungen, Vergabe an Dritte) umfassen. Ziel ist es, den definierten Prozess in Bezug auf die grundsätzliche Umsetzbarkeit (verfügbare Informationen im Planungs- und Bauprozess, technische Lösungen der Datenverarbeitung etc.) zu validieren und ggf. anzupassen. In einem zweiten Schritt sollten Monitoringprozesse bei rund 100 Projekten mit verschiedenen Gebäudetypen und Akteuren durchgeführt werden. Ziel ist hier die Prüfung der Skalierbarkeit der Prozesse (erforderliches Personal, Robustheit des Prozesses etc.) sowie der Aufbau eines technisch-wirtschaftlichen Controllings entsprechend Absatz 4.7. Da der Bedarf für Monitoring sich nicht auf Bundesbauten beschränkt, wird angeregt, bei der Erprobung auch Projekte der Länder sowie von Städten und Kommunen zu beteiligen. Eine wissenschaftliche Begleitung könnte im Rahmen der Förderinitiative Zukunft Bau oder Energieoptimiertes Bauen (BMWI) erfolgen. Seite 18 von 45

19 3 LEISTUNGSBESCHREIBUNG MONITORING Dieser Abschnitt beschreibt die Leistungen innerhalb eines Monitorings in neun Arbeitspaketen M1 bis M9. Darin enthalten sind ebenfalls die notwendigen Zuarbeiten durch Fachplaner und Errichter, die in den jeweiligen Ausschreibungen bzw. Verträgen zu berücksichtigen sind. Notwendige zusätzliche Errichterleistungen sind in die entsprechenden Aufträge zu integrieren. Abbildung 2 zeigt das Ablaufschema für ein Monitoring parallel zum Bauprojekt. Seite 19 von 45

20 Abbildung 2 Ablaufschema und Schnittstellen für Monitoringprojekte Die Leistungsbeschreibung unterstellt eine Vergabe des Monitorings an einen Dienstleister. Bei Bearbeitung durch eine Stelle des Bundes erfolgt die Umsetzung entsprechend. Kosten für das Monitoring können projektspezifisch erst auf Basis der Entwurfsplanung bestimmt werden. Die in den Kosten zu berücksichtigenden Leistungen sind in Abschnitt 4.7 detailliert aufgeführt. 3.1 M1 Ausschreibung und Vergabe Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M1 Ausschreibung und Vergabe (bei Leistungserbringung durch Dienstleister) Die Anbieter für Monitoringleistungen stellen Angebote auf Basis der ES-Bau, der Entwurfsplanung und dieser Unterlage. Bauverwaltung: Ausschreibung und Vergabe der Leistungen des Monitorings auf Basis der ES- Bau, der Entwurfsplanung und dieser Unterlage. Kenntnisgabe über die Vergabe an den Eigentümer 3.2 M2 Monitoringkonzept Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M2.1 Entwicklung des Monitoringkonzepts Für das Gebäude und die zu berücksichtigenden Anlagen werden die spezifischen Prüfgrößen einschließlich der Sollwerte aus der Fachplanung abgeleitet bzw. mit der Fachplanung abgestimmt. Auf dieser Basis wird das Monitoringkonzept, zusätzlich notwendiger Mess- und Datentechnik, einschließlich aller Schnittstellen und Übergabeformate beschrieben und das/die Berichtsformat und frequenz festgelegt. Für die folgenden Projektphasen wird ein Ablaufplan erstellt, der die Leistungen des Monitorings, insbesondere die Anzahl, Zeitpunkte und Dauer der Prüfmonitorings sowie die gegebenenfalls notwendigen Zuarbeiten der anderen Projektbeteiligten beschreibt. Die Unterlagen werden an die entsprechende Fachplanung zur Berücksichtigung und an die Bauverwaltung übergeben. Nähere Erläuterungen zu den Unterlagen sind in Abschnitt 4 dargestellt. Fachplanung: Übergabe der Entwurfsplanung Übernahme der Vorgaben des Monitoringkonzepts in die Planung Ausweisung der Kosten des Monitorings (Technik und Nebenkosten) Bauverwaltung: Kenntnisgabe des Monitoringkonzepts an den Eigentümer Eigentümer: Bestätigung der Kenntnisnahme Seite 20 von 45

21 3.3 M3 Fortschreibung des Monitoringkonzepts Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M3.1 Sichtung der Ausführungsplanung M3.2 Prüfung der Integration in der Ausführungsplanung Der Monitorer sichtet die Unterlagen der Ausführungsplanung und schreibt das Monitoringkonzept fort. Veränderte Performanceziele, Änderungen der Prüfgrößen, der Sollwerte und der Mess- und Datentechnik werden im Monitoringkonzept nachgeführt und an die Fachplanung kommuniziert. Vor der Ausschreibung prüft der Monitorer die Ausführungsplanung einschließlich der Leistungsverzeichnisse in Bezug auf die korrekte Übernahme seiner Vorgaben. Etwaige Mängel werden an die Fachplanung kommuniziert. Fachplanung: Übergabe der Ausführungsplanung Änderungen, die das Monitoring betreffen, hat die Fachplanung dem Monitoring mitzuteilen und in Abstimmung mit dem Monitoring entsprechend M2 in Planung und Ausführung nachzuführen. Übernahme der Vorgaben des Monitoringkonzepts in die Planung Bauverwaltung: Kenntnisgabe des geänderten Monitoringkonzepts an den Eigentümer Eigentümer: Bestätigung der Kenntnisnahme Fachplanung: Übergabe der relevanten Unterlagen und Informationen Abstimmung mit dem Monitoring Übernahme der Vorgaben des Monitoringkonzepts in die Planung 3.4 M4: Unterstützung bei der Vergabe Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M4.1 Unterstützung der Vergabe Der Monitorer unterstützt den Vergabeprozess durch Prüfung der Berücksichtigung seiner Vorgaben in Leistungsverzeichnissen und Angeboten sowie durch Teilnahme an Vergabegesprächen. Fachplanung: Änderungen, die das Monitoring betreffen, hat die Fachplanung dem Monitoring mitzuteilen und in Abstimmung mit dem Monitoring in Planung und Ausführung nachzuführen. Seite 21 von 45

22 3.5 M5: Prüfung der Werk- und Montageplanung Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M5.1 Prüfung Werk- und Montageplanung Der Monitorer prüft stichprobenartig die korrekte Berücksichtigung seiner Vorgaben in der Werkund Montageplanung. Wichtige Prüfpunkte sind insbesondere die Berücksichtigung notwendiger Messtechnik sowie der Datenübergabe. Etwaige Abweichungen werden an die Fachplanung, Bauleitung bzw. Errichterfirmen kommuniziert. Fachplanung: Änderungen, die das Monitoring betreffen, hat die Fachplanung dem Monitoring mitzuteilen und in Abstimmung mit dem Monitoring in Planung und Ausführung nachzuführen. Errichter: Übergabe der Werk- und Montageplanung Ggf. Korrektur der Werk- und Montageplanung 3.6 M6: Prüfung während der Ausführung Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M6.1 Prüfung der Montage Der Monitorer prüft stichprobenartig die korrekte Umsetzung seiner Vorgaben im Zuge der Errichtung. Wichtige Prüfpunkte sind insbesondere der fachgerechte Einbau der geforderten Messtechnik sowie die Umsetzung der Datenübergabe. Etwaige Mängel werden an die Fachplanung, Bauleitung bzw. Errichterfirmen kommuniziert. Um den gegebenenfalls hohen zeitlichen Aufwand für diese Vor-Ort-Leistungen zu reduzieren, kann vereinbart werden, dass z.b. die Fachbauleitung eine mit dem Monitorer abgestimmte (Foto- )Dokumentation der eingebauten Mess- und Datentechnik erstellt und an diesen übergibt. Fachplanung: Änderungen, die das Monitoring betreffen, hat die Fachplanung dem Monitoring mitzuteilen und in Abstimmung mit dem Monitoring in Planung und Ausführung nachzuführen. Errichter: Ggf. Korrektur der Werk- und Montageplanung Fachbauleitung: Ggf. Dokumentation der eingebauten Mess- und Datentechnik Seite 22 von 45

23 3.7 M7: Monitoring während der Inbetriebnahme, Abnahme, Übergabe Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M7.1 Detaillierte Abstimmung mit der Inbetriebnahme / Abnahme / Übergabe (IAÜ) M7.2 Prüfung der Datenübergabe Vor der Inbetriebnahme wird der Ablaufplan für das Monitoring in Abstimmung mit der Fachplanung und den entsprechenden Errichterfirmen für die einzelnen Prüfmonitorings detailliert (Voraussetzungen, Termine, Teilnehmer etc.) und im Monitoringkonzept ergänzt. Veränderte Performanceziele, Änderungen der Prüfgrößen, der Sollwerte und der Mess- und Datentechnik werden im Monitoringkonzept nachgeführt und an die Fachplanung kommuniziert. Das Monitoring soll hierbei nach Möglichkeit auf die allgemeinen Abläufe der Inbetriebnahme, Abnahme, Übergabe und Einregulierung abgestimmt werden. Grundsätzlich können Prüfmonitorings sowohl im Zuge der IAÜ als auch im Einregulierungsbetrieb in den ersten Betriebsjahren (ggf. als Teil der Betriebsüberwachung nach RBBau K15) erfolgen. Grundlage für die Prüfung der Performanceziele sind die Betriebsdaten aus dem Gebäude. Diese sind entsprechend dem Monitoringkonzept vom Errichter für die Zeiträume der vereinbarten Prüfmonitorings zu übergeben. Um sicherzustellen, dass die Datenerfassung wie vorgesehen funktioniert, ist die korrekte Datenübergabe vor dem Prüfmonitoring durch den Errichter nachzuweisen, indem Daten an den Monitorer in der vorgesehenen Form übergeben werden. Fachplanung/Betreiber: Organisatorische Einbindung des Monitorings in die Inbetriebnahme / Abnahme / Übergabe Änderungen, die das Monitoring bzw. die Prüfziele betreffen, sind dem Monitorer mitzuteilen. Bauverwaltung: Kenntnisgabe des geänderten Monitoringkonzepts an den Eigentümer Eigentümer: Bestätigung der Kenntnisnahme Fachplanung: Organisatorische Einbindung des Monitorings in die Inbetriebnahme Errichter: Nachweis der Funktionsfähigkeit der Datenübergabe M7.3 Prüfmonitoring Die Prüfmonitorings werden entsprechend dem Monitoringkonzept durchgeführt. Dabei müssen die Anlagen für die Dauer des Prüfmonitorings kontinuierlich im Automatikbetrieb ohne manuellen Eingriff betrieben werden. Für die Dauer eines Prüfmonitorings sind die entsprechend Monitoringkonzept geforderten Betriebsdaten zu speichern und anschließend an den Monitorer zu übergeben. Fachplanung: Organisatorische Einbindung des Monitorings in die Inbetriebnahme Errichter: Übergabe der Betriebsdaten M7.4 Bewertung von Betriebsdaten M7.5 Ggf. Unterstützung der Optimierung und Wiederholung des Prüfmonitorings Der Monitorer wertet die erhaltenen Betriebsdaten in Bezug auf die Erreichung der Performanceziele aus und erstellt einen entsprechenden Prüfbericht. Etwaige Mängel, zum Beispiel nicht erreichte Performanceziele oder fehlerhafte Betriebsdaten, werden dokumentiert und an die Bauverwaltung kommuniziert. Werden die Performanceziele nicht erreicht, wirkt der Monitorer bei der Optimierung durch den Planer, Errichter oder Betreiber mit. Der Bauherr kann anschließend eine Wiederholung des Prüfmonitorings fordern. Dieser wird in gleicher Weise entsprechend der Punkte M7.3 und M7.4 durch das Monitoring begleitet. Bauverwaltung: Kenntnisgabe von Prüfberichten an den Eigentümer Eigentümer: Bestätigung der Kenntnisnahme Fachplanung / Errichter: Ggf. Planung der Wiederholung von Prüfmonitorings Seite 23 von 45

24 3.8 M8: Monitoring im Einregulierungsbetrieb Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M8.1 Betriebsmonitoring Das Betriebsmonitoring beginnt möglichst früh nach der Inbetriebnahme und erfolgt kontinuierlich. Gebäude und Anlagen müssen nicht entsprechend der strengen Anforderung betrieben werden, wie sie für Prüfmonitorings gefordert sind. Die Betriebsdaten sind entsprechend dem Monitoringkonzept zu übergeben. Der Monitorer wertet die erhaltenen Betriebsdaten in Bezug auf die Erreichung der Performanceziele aus und erstellt die vorgesehenen Berichte. Etwaige Mängel, zum Beispiel nicht erreichte Performanceziele oder fehlerhafte Betriebsdaten, werden dokumentiert und an Fachplaner, Errichter und Betreiber kommuniziert. Veränderte Performanceziele, Änderungen der Prüfgrößen, der Sollwerte etc. werden im Monitoringkonzept nachgeführt. Errichter / Betreiber: Übergabe der Betriebsdaten Gemeinsame Sichtung der Prüfergebnisse Ggf. Korrektur / Optimierung des Betriebs Prüfmonitoring Prüfmonitorings können entsprechend M7 auch während des Betriebsmonitorings durchgeführt bzw. wiederholt werden. In dem Fall werden für den Prüfzeitraum die entsprechenden Vorkehrungen getroffen. Siehe M7 M8.2 Abschlussbericht Nach Abschluss der Einregulierungsphase wird ein Abschlussbericht erstellt. Dieser dokumentiert, neben den im Zuge des Monitorings identifizierten Mängeln und Optimierungsmaßnahmen, auch die in den ersten drei Betriebsjahren erreichten Performanceziele im Vergleich zu den angestrebten Performancezielen. Das Monitoring endet mit der Kenntnisnahme des Abschlussberichts durch den Eigentümer. Bauverwaltung: Kenntnisgabe von Prüfberichten an den Eigentümer Eigentümer: Bestätigung der Kenntnisnahme 3.9 M9: Monitoring im Regelbetrieb Bausteine Leistungen des Monitorings Leistungen anderer Projektbeteiligter M9.1 Bewertung von Betriebsdaten Das Monitoring kann im Regelbetrieb als kontinuierliches Betriebsmonitoring fortgeführt werden. Die Berichtszyklen sind entsprechend anzupassen. Jedoch sind alle für das ursprüngliche Monitoring geforderten Betriebsdaten weiterhin zu speichern. Der Monitorer wertet die erhaltenen Betriebsdaten entsprechend dem Monitoringkonzept in Bezug auf die Erreichung der Performanceziele aus und erstellt die entsprechenden Berichte. Etwaige Mängel, zum Beispiel nicht erreichte Performanceziele oder fehlerhafte Betriebsdaten, werden dokumentiert und an Fachplaner, Errichter und Betreiber kommuniziert. Veränderte Performanceziele, Änderungen der Prüfgrößen, der Sollwerte etc. werden im Monitoringkonzept nachgeführt. Bauverwaltung / BImA, Fachplanung / Errichter / Betreiber: Übergabe der Betriebsdaten Gemeinsame Sichtung der Prüfergebnisse Ggf. Korrektur / Optimierung des Betriebs Seite 24 von 45

25 4 VORGABEN FÜR DIE DURCHFÜHRUNG EINES MONITORINGS Dieser Abschnitt enthält Vorgaben für die Durchführung einzelner Leistungen des Monitorings. 4.1 Umfang der Monitoringleistungen Für Neu-, Umbau- und Erweiterungsmaßnahmen ist grundsätzlich ein Energie-Monitoring durchzuführen, in dem Energieerzeugung und Energieverbrauch für das Gesamtsystem Gebäude geprüft werden. Zusätzlich ist ab einer definierten Größe bzw. Leistung und funktionaler Bedeutung ein Anlagen-Monitoring für Komponenten, Systeme und Räume durchzuführen. Ein Monitoring kann als zeitlich begrenztes Prüfmonitoring und als kontinuierliches Betriebsmonitoring durchgeführt werden. Für die durchzuführenden Prüfungen sind spezifische Prüfgrößen zu berücksichtigen. 4.2 Prüfmonitoring Ein Prüfmonitoring dient der Prüfung von Anlagenfunktionen und kennwerten innerhalb eines definierten Zeitraums unter den Bedingungen des Regelbetriebs, jedoch ohne korrigierenden Eingriff durch den Errichter oder den Betreiber, siehe Tabelle 6. Tabelle 6 Prüfmonitoring Voraussetzungen und Vorgaben für die Durchführung von Prüfmonitorings Für ein Prüfmonitoring sind vor der Durchführung Zeitraum und Umfang im Monitoringkonzept festzulegen. Für die zu prüfenden Anlagen müssen im Zeitraum des Prüfmonitorings die relevanten Lasten zu erwarten sein (z.b. Kälteanlage: sommerliche Witterung, thermische Lasten zu kühlender Anlagen o.ä.). Vor der Durchführung eines Prüfmonitorings müssen entsprechende Planungsvorgaben für die zu prüfenden Anlagen vorliegen. Falls Anlagenfunktionen oder Sollwerte abweichend von der Ausführungsplanung umgesetzt wurden, sind die entsprechenden aktuellen Planunterlagen, insbesondere Hydraulikschemen und Funktionsbeschreibungen, an den Monitorer zu übergeben. Die Messdatenerfassung und -übergabe muss in der im Monitoringkonzept vorgegebenen Weise funktionieren. Während des Prüfmonitorings muss die zu prüfende Anlage in der für den Regelbetrieb vorgesehenen Betriebsweise (in der Regel im Automatikbetrieb) laufen. Manuelle Eingriffe oder ein grundsätzlicher Handbetrieb sind nicht zulässig. Sind diese erforderlich, wird das Prüfmonitoring abgebrochen bzw. verlängert oder wiederholt. Um das dynamische Anlagenverhalten (z.b. Regelung, Schwingen) und zyklische Funktionen (z.b. Zeitprogramme) prüfen zu können, sollte ein Prüfmonitoring mindestens eine Woche dauern und die Anlagen dabei verschiedene Betriebszustände durchlaufen. Berichte müssen im Anschluss an das Prüfmonitoring kurzfristig, in der Regel am nächsten Tag, spätestens innerhalb einer Woche, erstellt und an die Bauverwaltung übergeben werden. Entsprechende Fristen sind im Monitoringkonzept zu definieren. Grundleistung des Fachplaners ist nach HOAI LPH8 das Mitwirken bei Leistungs- und Funktionsprüfungen (Grundleistung); besondere Leistung ist das Durchführen von Leistungsmessungen und Funktionsprüfungen. Sie können, wie oben beschrieben, nach VOB-C DIN als Funktionsprüfungen gemeinsam mit der Vollständigkeitsprüfung oder auch zeitlich losgelöst für die Einregulierungsphase vereinbart werden. Funktionsprüfungen, die vom Fachplaner bzw. Errichter als Leistung nach HOAI bzw. VOB-C durchgeführt werden, können mit dem Monitoringkonzept abgestimmt werden. Der vorgesehene Umfang des Monitorings darf dabei jedoch nicht eingeschränkt werden. Seite 25 von 45

26 Ist ein Prüfmonitoring als Funktionsprüfung nach VOB-C als Teil der Abnahme ausgeschrieben, kann das Ergebnis im Zuge der Abnahme verwendet werden. Mit Kosten von ggf. erforderlichen Wiederholungen kann der jeweilige Verursacher belastet werden. Die Ergebnisse des Prüfmonitorings werden durch den Monitorer in einem Prüfbericht dokumentiert. 4.3 Betriebsmonitoring Das Betriebsmonitoring erfolgt als kontinuierliche Überwachung des Gebäudebetriebs. Es werden auf Seiten des Errichters oder des Betreibers keine besonderen Vorkehrungen oder Eingriffe vorgenommen. Der Umfang des Monitorings ist dabei unverändert, jedoch kann eine Berichtsfrequenz z.b. auf monatliche, quartals-, halbjährliche oder jährliche Berichte festgelegt werden. Tabelle 7 Betriebsmonitoring Voraussetzungen und Vorgaben für die Durchführung des Betriebsmonitorings Das Betriebsmonitoring erfolgt kontinuierlich. Das Monitoring erfolgt unter normalen Nutzungsbedingungen des Gebäudes mit Beginn der Nutzung. Berichte sind zu fest vereinbarten, regelmäßigen Zeitpunkten zu erstellen und zu kommunizieren, z.b. monatlich (zu Beginn), quartalsweise oder jährlich. Bei Jahresberichten ist durch unterjährige Prüfungen sicherzustellen, dass die Datenerfassung erfolgt. Ziel ist nicht die Leistungsfeststellung in Bezug auf Planungsziele innerhalb eines bestimmten Prüfzeitraums, sondern eine Bewertung der Gebäude- und Anlagen-Performance im Regelbetrieb sowie die Unterstützung der Betriebsüberwachung. Das Betriebsmonitoring kann damit auch zur Prüfung der Betreiberleistung dienen. 4.4 Unterlagen des Monitorings Im Rahmen eines Monitorings ist eine Reihe von Unterlagen zu erstellen. In diesem Abschnitt werden die Mindestanforderungen an die Inhalte dieser Unterlagen definiert Monitoringkonzept Ein Monitoringkonzept beschreibt die organisatorischen und inhaltlichen Aufgaben des Monitorings. Folgende Angaben und Darstellungen muss ein Monitoringkonzept enthalten: Allgemeine Zielsetzungen des Monitorings den Monitoringablaufplan mit Darstellung der Arbeitspakete des Monitorings, der vorgesehenen Prüfmonitorings und Berichtszyklen des Betriebsmonitorings, der Aufgaben des Monitorers und der anderen Projektbeteiligten, sowie der Bearbeitungszeitpunkte bzw. räume für die einzelnen Leistungen Liste der Prüfgrößen und der Messstellen des Monitorings für das Gebäude sowie grafische Darstellungen der Messstellen in Planunterlagen oder sonstigen geeigneten Zeichnungen, einschließlich der von der Fachplanung übergebenen Ziel-/Sollwerte und der Bewertungsmethodik (Formelwerk, z.b. zur Witterungsbereinigung oder zur Berechnung eines Wirkungsgrads) Liste der Komponenten und der Anlagen aus mehreren Komponenten mit den Prüfgrößen und Seite 26 von 45

27 den Messstellen des Monitorings für das Anlagenmonitoring sowie grafische Darstellungen der Messstellen in Planunterlagen oder sonstigen geeigneten Zeichnungen, einschließlich der von der Fachplanung übergebenen Ziel-/Sollwerte und der Bewertungsmethodik Darstellung der Anforderungen an die Mess- und Datentechnik für das Monitoring als Vorgabe an die Fachplanung (u.a. eine Liste der notwendigen Messstellen und Datenpunkte und ggf. einer grafischen Darstellung oder Eintragung in Planunterlagen, z.b. in ein GA-Topologieschema) Darstellung der Voraussetzungen für die Durchführung von Prüfmonitorings (Vorliegen entsprechender Planungsunterlagen, Funktionsbeschreibungen, Betriebsdaten aus der Gebäudeautomation etc.). Die Unterlagen sind im Projektverlauf und während der Betriebsführung ggf. zu aktualisieren. Änderungen der Planung oder der Zielwerte sind vom Fachplaner vor Prüfmonitorings mitzuteilen. Werden durch Planungsänderungen auch Änderungen der Mess- und Datentechnik erforderlich, muss die Fachplanung das Monitoring rechtzeitig darauf hinweisen, sodass eine geeignete Anpassung der Mess- und Datentechnik möglich ist. Das Monitoringkonzept ist entsprechend vom Monitorer nachzuführen Monitoringberichte Monitoringberichte dokumentieren die Prüfung der Prüfgrößen anhand der Ziel-/Sollwerte und der Betriebsdaten des Gebäudes und seiner Anlagen (Istwerte). Zentrale Aussage der Berichte muss sein, ob die Zielwerte der Planung im Betrieb erreicht bzw. eingehalten wurden. Monitoringberichte müssen für den jeweiligen Prüfzeitraum folgende Darstellungen enthalten: Angaben zum Umfang der Prüfung (Gebäude, Anlagen ) und zum Ablauf der Prüfung (Zeitraum, Teilnehmer, Zuarbeiten, Besonderheiten ) Liste der Prüfgrößen des Monitorings für das Gebäude, einschließlich der von der Fachplanung übergebenen Ziel-/Sollwerte und der entsprechenden Istwerte Liste der Komponenten und der Anlagen aus mehreren Komponenten mit den Prüfgrößen des Monitorings für das Anlagenmonitoring, einschließlich der von der Fachplanung übergebenen Ziel-/Sollwerte und der entsprechenden Istwerte Quantitative Bewertung der Erreichung bzw. Nicht-Erreichung von Ziel-/Sollwerten innerhalb des Prüfzeitraums (z.b. Ziel nicht erreicht, da Unterschreitung des Zielwerts um 17%, Zielerreichung, da Einhaltung an 87% der Prüfzeitpunkte (Zielwert: > 80%). Aus einem Monitoringbericht muss für den Auftraggeber eindeutig und nachvollziehbar hervorgehen, ob eine Zielgröße erreicht wurde oder nicht. Insbesondere für Prüfmonitorings, bei denen keine Langzeitmessungen, z.b. zur Bestimmung von Nutzungsgraden, Überhitzungsstunden oder Energieverbräuchen über eine Heizperiode oder ein Jahr gemessen werden können, sind hierzu bereits im Monitoringkonzept eindeutige Bewertungskriterien zu definieren. Ergänzend kann ein Prüfbericht konkrete Hinweise zur Behebung von Qualitätsdefiziten enthalten Grafische Darstellungen Die Darstellung von Ziel-/Soll- und Istwerten muss in Monitoringberichten transparent und nachvollziehbar erfolgen. Deshalb sind grafische Darstellungen für den Soll-Ist-Vergleich jeder Prüfgröße zu erstellen. Im Folgenden werden hierzu allgemeine Vorgaben für die Qualität der Darstellung gemacht und beispielhaft erläutert, siehe Tabelle 8. Seite 27 von 45

28 Tabelle 8 Beispiele für die grafische Bewertung von Prüfungen Erläuterung Prüfung als Betriebsmonitoring im Regelbetrieb Prüfgröße: Wärmeverbrauch Gebäude (witterungsbereinigt 20/15) Anforderung: Unterschreitung des jährlichen Maximal-Zielwerts (hier eingehalten) Darstellung von Jahreswerten in einem Säulendiagramm Es können grundsätzlich auch Monatswerte verwendet werden, allerdings müssen dann in der Planung geeignete Sollwerte, z.b. durch eine Simulation und eine Bewertungsmethodik, ermittelt werden. Der Vergleich ist insbesondere in den Sommermonaten nur bedingt möglich, da hier eine monatliche Witterungsbereinigung nicht sinnvoll durchgeführt werden kann. Prüfung als Betriebsmonitoring im Einregulierungsbetrieb Prüfgröße: Nutzungsgrad Kältemaschine Anforderung: Erreichung oder Überschreitung des monatlichen Mindest-Sollwerts an mindestens 9 Monaten im Jahr (hier nicht eingehalten) Darstellung von Monatswerten in einem Liniendiagramm mit Wert- Markierungen Prüfung im Prüfmonitoring Prüfgröße: Vorlauftemperatur Heiz-/Kühlkreis Anforderung: Einhaltung des viertelstündlichen Sollwerts mit einer Toleranz von 2K an 80% der Prüfzeitpunkte Darstellung von Ziel- und Messwerten in einem Punktdiagramm mit Bewertung der Messwerte Seite 28 von 45

29 4.5 Prüfgrößen für Gebäude, Anlagen und Räume Für Gebäude und jede zu prüfende Anlage bzw. jeden zu prüfenden Raum werden spezifische Prüfgrößen definiert. Für jede Prüfgröße werden im Monitoringkonzept der Ziel-/Sollwert, die Art und Weise der Messung des Istwerts und die (physikalische) Einheit definiert sowie die Art der Dokumentation der Prüfung (Soll-/Ist-Vergleich). Tabelle 9 definiert die einzelnen Begriffe. Tabelle 9 Angaben zur Prüfung einer Prüfgröße Erläuterung Sollwert Istwert Einheit Dokumentation beider Werte Sollwerte sind Vorgaben aus der Planung für Messgrößen im Gebäudebetrieb. Diese können sich auf einzelne Zeitpunkte (z.b. Temperatur, Leistung) oder Zeiträume (Nutzungsgrad, Energieverbrauch) beziehen. Variable Sollwerte sind bei Darstellung von Momentanwerten entsprechend der jeweiligen Betriebszustände und Abhängigkeiten zu dokumentieren (z.b. als Kennlinien). Ist- bzw. Messwerte sind die den Ziel-/Sollwerten entsprechenden im Gebäudebetrieb gemessenen Werte (z.b. eine Vorlauftemperatur) oder Werte, die aus gemessenen Werten berechnet werden (z.b. ein Wirkungsgrad). Physikalische oder technische Maßeinheit von Soll- und Istwert. In einer Grafik sind jeweils Soll- und Istwerte vergleichend darzustellen. Alle Größen, die für die Berechnung von Soll- oder Istwerten erforderlich sind (z.b. Primärenergiefaktor, Brennwert, Bezugsfläche etc.), sind anzugeben und für Soll- und Istwerte einheitlich zu verwenden. Haben die Größen sich gegenüber der Planung geändert, sind Istwerte für beide Kennwerte zu berechnen und anzugeben Prüfgrößen im Energiemonitoring Für jedes Gebäude sind folgende Prüfgrößen soweit vorhanden in der dargestellten Form in der Planung zu spezifizieren und im Monitoring zu prüfen, siehe Tabelle 10. Weitere Größen, wie z.b. der Eigenstromverbrauch, können ggf. als Prüfgröße aus der Planung übernommen und aus den oben genannten Messwerten berechnet werden. Umweltwärme, z.b. aus Geothermieanlagen oder solarthermischen Anlagen sowie Wärmerückgewinnungssysteme in Lüftungsanlagen können zusätzlich berücksichtigt werden. Tabelle 10 Prüfungsgrößen im Energiemonitoring Prüfgröße Art der Erfassung Einheit Vergleich beider Werte Stromaufnahme des Gebäudes aus dem Netz (Maximalwert) Messung: Zählerstand, momentane Wirkleistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Stromeinspeisung in das Netz (Mindestwert) Messung: Zählerstand, momentane Wirkleistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Stromerzeugung im Gebäude (Sollwert) Messung: Zählerstand, momentane Wirkleistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Seite 29 von 45

30 Stromverbrauch (mit/ohne Mieterstrom) (Maximalwert) Messung: Zählerstand, momentane Wirkleistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Wärme-/Kälteaufnahme des Gebäudes aus einem Netz Messung: Zählerstand, momentane Leistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Wärme- /Kälteeinspeisung des Gebäudes in ein Netz (Mindestwert) Messung: Zählerstand, momentane Leistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Wärme-/Kälteerzeugung im Gebäude (Sollwert) Messung: Zählerstand, momentane Leistung Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Gasverbrauch des Gebäudes (Maximalwert) Messung: Zählerstand Zeitschritt: 15-minütig m³/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Ölverbrauch des Gebäudes (Maximalwert) Messung: Dokumentation der Liefermengen kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm entsprechend Lieferung Verbrauch sonstiger Brennstoffe zur Wärmeerzeugung (Maximalwert) Messung: Dokumentation der Liefermengen kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm entsprechend Lieferung Trinkwasserverbrauch des Gebäudes (Maximalwert) Messung: Zählerstand Zeitschritt: 15-minütig kwh/m² NGF bzw. W/m² NGF Säulendiagramm (Monat und Jahr) Liniendiagramm (15 Min.) Die Messdaten sind grundsätzlich schon frühestmöglich ab der Inbetriebnahme zu erfassen. Eine aussagekräftige und eindeutige Soll-/Ist-Bewertung auf Gebäudeebene ist in der Regel nur durch das kontinuierliche Betriebsmonitoring möglich und innerhalb von kurzzeitigen Prüfmonitorings nur bedingt sinnvoll. Jedoch können Lastprofile (Grundlast, Spitzenlast, Nutzungszeiten) als Orientierungsgrößen auch in Prüfmonitorings genutzt werden. Außerdem kann auf Basis von Werten in einer frühen Phase später der Effekt der Einregulierung und von Fehlerkorrekturen nachvollzogen werden und dieser für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Qualitätsmanagements herangezogen werden Prüfgrößen im Anlagenmonitoring Für große Komponenten (Kessel, BHKW, Kältemaschine etc.) und kombinierte Systeme (BHKW + Spitzenlastkessel + Pufferspeicher) mit hohen zu erwartenden Energiekosten ist ein separates Anlagenmonitoring sinnvoll. Da in der Praxis eine Vielzahl von Kombinationen für Anlagensysteme möglich ist, sind diese durch die Angabe der betreffenden Komponenten in der Ausschreibung zu definieren und im Monitoringkonzept mit den relevanten Prüfgrößen in Anlehnung an die Prüfgrößen für Komponenten festzulegen. Dabei sind insbesondere verschiedene Betriebszustände multivalenter Systeme zu berücksichtigen. Seite 30 von 45

31 Um eine einfache Festlegung der zu prüfenden Anlagen auf Basis der Entwurfs- und Ausführungsplanung zu ermöglichen, erfolgen die Vorgaben entsprechend der Nennleistung der Anlagen, siehe Tabelle 11. Weitere Anlagen können bei Relevanz für die Performance des Gebäudes oder besonderem Interesse (z.b. erstmaligem Einsatz einer Technologie) zusätzlich berücksichtigt werden. Tabelle 11 Kriterien für die Prüfung einzelner Komponenten Gebäude / Anlage / Komponente Übergabestation Nah-/Fernwärme Gasbrennwertkessel Blockheizkraftwerk Wärmepumpe Wärmeerzeugungsanlage Wärmeverteilung Trinkwarmwasserverteilung Übergabestation Kälte Kältemaschine Rückkühlwerk Kälteerzeugungsanlage Kälteverteilung Pumpe Teilklimaanlage Räume Zu prüfen ab Immer (Energiemonitoring) > 50 kw th > 50 kw th > 50 kw th > 100 kw th > 50 kw th > 20 kw th Immer (Energiemonitoring) > 50 kw > 50 kw > 100 kw > 50 kw > 2 kw > m³/h oder > 12 kw Kälteleistung Individuell festzulegen Im Regelbetrieb kann auf die Prüfung einzelner Prüfgrößen verzichtet werden. Die entsprechenden Messdaten müssen aber (z.b. in der Gebäudeautomation) trotzdem erfasst und gespeichert werden, sodass eine spätere Prüfung möglich ist. Tabelle 12 und Tabelle 13 zeigen beispielhaft die zu prüfenden Größen eines Monitorings für ein Blockheizkraftwerk und einen Heizkreis. Tabelle 12 Beispiel Prüfungsumfang BHKW Prüfgröße Planung (Ziel-/Sollwert) Prüfgröße Betrieb (Istwert) Einheit Darstellung Gasverbrauch bzw. äquivalente Wärmemenge Gasleistung bzw. äquivalente momentane Wärmeleistung Messung kwh Liniendiagramm (15 Min.) Säulendiagramm (Summe Monat und Jahr) Messung kw Liniendiagramm (15 Min.) Seite 31 von 45

32 Erzeugte Strommenge Messung kwh Liniendiagramm (15 Min.) Säulendiagramm (Summe Monat und Jahr) Erzeugte Stromleistung Messung kw Liniendiagramm (15 Min.) Erzeugte Wärmemenge Messung kwh/monat kwh/jahr Liniendiagramm (15 Min.) Säulendiagramm (Summe Monat und Jahr) Erzeugte Wärmeleistung Messung kw Liniendiagramm (15 Min.) Nutzungsgrad elektr. Berechnung kwh/kwh Nutzungsgrad therm. Berechnung kwh/kwh Nutzungsgrad gesamt Berechnung kwh/kwh Wirkungsgrad elektr. Berechnung kw/kw Liniendiagramm (15 Min.) Wirkungsgrad therm. Berechnung kw/kw Liniendiagramm (15 Min.) Wirkungsgrad gesamt Berechnung kw/kw Liniendiagramm (15 Min.) Betriebsstunden Erfassung aus der Komponente/Anlage h Säulendiagramm (Summe Monat und Jahr) Betriebsstarts Erfassung aus der Komponente/Anlage - Säulendiagramm (Summe Monat und Jahr) Betriebsstarts je Betriebsstunde Berechnung 1/h Liniendiagramm (Mittelwert Monat und Jahr) Vorlauftemperatur Messung C Messwertpaare (15 Min.) Vorlauftemperatur /Außentemperatur Rücklauftemperatur Messung C Messwertpaare (15 Min.) Rücklauftemperatur /Außentemperatur Abgastemperatur Messung C Liniendiagramm (15 Min.) Rücklauftemperatur /Außentemperatur Tabelle 13 Prüfungsumfang Heizkreis Prüfgröße Planung (Ziel-/Sollwert) Prüfgröße Betrieb (Istwert) Einheit Darstellung Übertragene Wärmemenge Messung kwh Liniendiagramm, Auflösung: 15-minütig Säulendiagramm Auflösung: je Messzeitraum des Prüfmonitorings bzw. je Monat oder Jahr Vorlauftemperatur Messung C Messwertpaare Vorlauftemperatur über Außentemperatur Auflösung: 15-minütig Rücklauftemperatur Messung C Messwertpaare Rücklauftemperatur über Außentemperatur Auflösung: 15-minütig Spreizung Messung und Berechnung K Messwertpaare Temperaturspreizung über Außentemperatur Auflösung: 15-minütig Seite 32 von 45

33 4.6 Mess- und Datentechnik im Monitoring Daten aus der Gebäudeautomation sind grundsätzlich an eine externe Stelle zu übergeben, um Prüfungen unabhängig von den zu prüfenden Systemen, Anlagen- und Automationssystemen durchführen zu können. Dies ist Voraussetzung für ein unabhängiges Monitoring. Die Daten sind deshalb allgemein nutzbar ( offen ) an den Monitorer zu übergeben. Deshalb sind Daten aus der Gebäudeautomation oder anderen Messsystemen in Dateien zu übergeben, die Betriebs- und Messdaten, Zeitstempel und notwendige Informationen, wie die eindeutige Bezeichnung der Daten, die physikalische Einheit und einen Klartext zu den Daten im Format Zeile/Spalte mit Trennzeichen, enthalten. Ein Beispiel zeigt Abbildung 3. Datenpunktadresse DP_ID_001 DP_ID_002 DP_ID_003 Klartext Zählerstand Gasverbrauch Wirkleistung elektrisch Vorlauftemperatur Einheit m3 kw C : ,4 47, : ,3 49, : , : ,9 47, : ,3 46, : ,9 48,1 Abbildung 3 Beispielformatierung einer Datenexportdatei (oben: csv 43 ; unten: Darstellung der gleichen Daten in einem Tabellenkalkulationsprogramm) Die Bewertung im Monitoring zielt nicht auf eine beliebig detaillierte technische Ursachenanalyse ab, sondern auf die Prüfung einzelner relevanter Funktionen und Größen. Für die Datenerfassung wird deshalb ein Zeitschritt von 15 Minuten (Momentanwerte) als ausreichend empfohlen. Die Anforderung an die Messgenauigkeit ergibt sich aus den Anforderungen der Prüfung. Zur Erreichung bzw. Einhaltung der Sollwerte ist eine ausreichende Messgenauigkeit erforderlich. Die Erreichung bzw. Einhaltung der Sollwerte im Prüfmonitoring liegt grundsätzlich in der Verantwortung der Fachplaner und Errichter. Es liegt entsprechend in ihrer Verantwortung, eine ausreichende Qualität der Messtechnik sicherzustellen. 4.7 Aufwand und Kostenverfolgung für das Monitoring Ein Monitoring soll als Maßnahme des Qualitätsmanagements den Nutzwert und die Gesamtwirtschaftlichkeit einer Immobilie erhöhen. Entsprechend sind die Kosten und der Gewinn, bzw. die Einsparung aus einem Monitoring, eine wichtige strategische Größe zur Bewertung des Monitorings selbst. Dieser Abschnitt enthält einen Vorschlag für eine Kostenstruktur zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Monitoringleistungen und eine Abschätzung der Kosten entsprechend dieser Struktur für ein Beispielgebäude. 43 csv: comma seperated values Seite 33 von 45